(57)【要約】【課題】  均質な発泡倍率と強靭な発泡構造の無機質発泡断熱板材、若しくは無機質発泡断熱層を簡便且安価に形成しえる無機質発泡バルーン及びその製造方法を提供する。【解決手段】  シロキサン及びシラノール塩多分子量溶液を１２０乃至１９０℃の高温度に保持され流動する加熱部内に噴霧若しくは滴下し、その発泡倍率が２乃至１０倍で且残留水分率が２０乃至４５％及び粒径が１乃至１０ｍｍに予備発泡させ、若しくはその温度が２４０℃以上に保持され且流動する加熱部内に噴霧若しくは滴下し、その発泡倍率が５乃至４０倍で且粒径が１乃至１０ｍｍに発泡させてなる無機質成形用発泡バルーン。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
シロキサン及びシラノール塩多分子量溶液を１２０乃至１９０℃の高温度に保持され且流動する加熱部内に噴霧若しくは滴下し所要時間加熱発泡させ、その発泡倍率が２乃至１０倍で且残留水分率が２０乃至４５％及び粒径が１乃至１０ｍｍに予備発泡させてなる、無機質発泡成形用発泡バルーン。
【請求項２】
シロキサン及びシラノール塩多分子量溶液を、少なくとも２４０℃以上の高温度に保持され且流動する加熱部内に噴霧若しくは滴下し所要時間加熱発泡させ、その発泡倍率が５乃至４０倍で且粒径が１乃至１０ｍｍに発泡させてなる無機質発泡成形用発泡バルーン。
【請求項３】
全体が円筒形状でその内部に加熱空気が給気且排気されて流動する加熱部と、この加熱部下方に低温に保持され降下勾配した下端に排出口を有する冷却部とからなる加熱発泡器の加熱部上部の噴滴部より、シロキサン及びシラノール塩多分子量溶液を、その温度が１２０乃至１９０℃の高温度に保持された加熱部内に噴霧若しくは滴下させて所要時間加熱発泡させ、その発泡倍率が２乃至１０倍で残留水分率が２０乃至４５％及び粒径が１乃至１０ｍｍに予備発泡させたうえ徐冷する無機質発泡成形用発泡バルーンの製造方法。
【請求項４】
加熱部内を少なくとも２４０℃以上の高温度に保持させたうえ、加熱部上部の噴霧部よりシロキサン及びシラノール塩多分子溶液を噴霧若しくは滴下させて所要時間加熱発泡させ、その発泡倍率が５乃至４０倍で且粒径が１乃至１０ｍｍに発泡させる請求項３記載の無機質発泡成形用発泡バルーンの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は耐火性や不燃性に加えて優れた断熱性と且廃棄性を保持する断熱板材や断熱層を均質に而も安価に形成しえる、無機質発泡成形用発泡バルーン及びその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】  現状における建物や施設等においては快適な空間を創造するため、多種に亘る冷暖房機器が装備されるものであるが、かかる冷暖房機器には膨大なエネルギーが消費されるものであるから、これら建物や施設からの熱エネルギーの漏出や逸散を防止するため、断熱性に優れるポリスチレンやポリエチレン、或いはポリウレタンやポリフェノール等の合成樹脂素材からなる発泡板材が多量に使用されている。【０００３】  更に自動車や電車車輌、船舶等の屋根や壁面等にも当然のこと、自動販売機の如く保冷及び保温機器や冷蔵庫や冷凍庫或いは保冷ショーケース等にも熱エネルギーの漏出や逸散防止のうえから、合成樹脂素材からなる断熱板材や断熱層が多量に使用されている。
然るにこれら断熱板材や断熱層形成材は合成樹脂素材からなるため、火災時には容易に発火燃焼するとともに多量の煤煙や臭気並びに有害ガスが発生して極めて危険性が高く、而も耐久使用後においても廃棄が制約され、解体や分別をなし且特別な焼却をなさねばならぬため、廃棄のための多大な費用も強いられている。【０００４】  かかる状況に鑑み発明者等は、シロキサン及びシラノール塩多分子量溶液が少なくとも１１０℃以上の加熱により、その水分蒸散に伴い発泡セルを生成し耐火性や不燃性と且優れた断熱性、及び廃棄性を具備した無機質発泡断熱板材を形成できることを究明して既に先願がなされている。
而しながら建築内装用や屋根裏断熱板材等ではその厚さが少なくとも２５ｍｍ程度から最大３００乃至４５０ｍｍにも及ぶ肉厚な断熱板材が要求され、更には工業用保温槽や冷却槽では膨大容積の断熱層の形成が要請されるため、これら断熱板材や断熱層の形成に際して液状のシロキサン及びシラノール塩多分子量溶液を、成形型若しくは形成間隙内に注入し加熱発泡させ形成させる場合には、均質な加熱と且発泡に際しての内部圧力の付加が至難となり、形成される発泡セル及び発泡構造が不均質且脆弱なものとなる問題を内在する。【０００５】  これがため発明者等は更なる研究を重ねた結果、予めシロキサン及びシラノール塩多分子量溶液により所要の発泡倍率と粒径及び残留水分を保持した予備発泡バルーンを形成したうえ、この予備発泡バルーンを所要の成形枠内に注入し、若しくは断熱層形成間隙内に注入のうえ高温度で再発泡且融着させ、或いは所要の発泡倍率と粒径の発泡バルーンを形成させたうえ所要の成形枠内に注入し若しくは断熱層形成間隙内に注入のうえ少量のシロキサン及びシラノール塩多分子量溶液を混合したうえ加熱発泡させることにより、発泡バルーン相互が接合されて無機質発泡断熱板材や無機質発泡断熱層が均質且強靭で而も極めて簡便且安価に作成しえることを解明し本発明に至った。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】  本発明は均質な発泡倍率と強靭な発泡構造の無機質発泡断熱板材若しくは無機質発泡断熱層を簡便且安価に形成しえる無機質発泡バルーン及びその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】  上述の課題を解決するために本発明が用いた技術的手段は、シロキサン及びシラノール塩多分子量溶液を、１２０乃至１９０℃の温度に保持され且流動する加熱空気中に噴霧若しくは滴下させ、所要時間加熱発泡させてその発泡倍率が２乃至１０倍の範囲で残留水分率が２０乃至４５％及びその粒径が１乃至１０ｍｍに予備発泡させた予備発泡バルーンとなし、若しくはシロキサン及びシラノール塩多分子量溶液を、その温度が少なくとも２４０℃以上の高温度で且流動する加熱空気中に噴霧若しくは滴下させ、所要時間加熱発泡させてその発泡倍率が５乃至４０倍で且粒径が１乃至１０ｍｍの無機質発泡成形用発泡バルーンの構成に存する。【０００８】  更に上面が閉塞された円筒形状で、加熱空気を給気する給気口と排気する排気口とを有する加熱部と、該加熱部の下部には低温度に保持され且降下勾配し排出口が設けられた加熱発泡器の内部を、１２０乃至１９０℃保持されるよう加熱空気を給気流動せしめて加熱発泡器上部より該加熱部内にシロキサン及びシラノール塩多分子量溶液を噴霧若しくは滴下し、所要時間加熱発泡させてその発泡倍率が２乃至１０倍で残留水分率が２０乃至４５％及びその粒径が１乃至１０ｍｍに予備発泡させる無機質発泡成形発泡バルーンの製造方法、若しくは加熱発泡器の内部を少なくとも２４０℃以上の高温度の加熱空気を給気させ且流動させた加熱空気中に、シロキサン及びシラノール塩多分子量溶液を噴霧若しくは滴下せしめて所要時間加熱発泡させ、その発泡倍率が５乃至４０倍で且粒径が１乃至１０ｍｍに発泡形成させる無機質発泡成形用発泡バルーンの製造方法に存する。
【発明の効果】
【０００９】  本発明は上述の如き構成からなるもので、加熱発泡器内には加熱空気が給気されて流動し且その温度が１２０乃至１９０℃に保持された加熱空気中に、シロキサン及びシラノール塩多分子量溶液が噴霧若しくは滴下されるため、噴霧され若しくは滴下される液滴径が略同等径であるとともに、これら液滴の外表面全体から受熱されるため短時間に略均等な発泡倍率と残留水分率及び粒径の予備発泡バルーンが相互に融着することなく形成され且徐冷されて所望の予備発泡バルーンが形成される。
更に加熱発泡器内を少なくとも２４０℃以上の高温度の加熱空気を給気し流動する高温空気中にシロキサン及びシラノール塩溶液を噴霧若しくは滴下させることにより、極めて短時間の加熱でその発泡倍率が５乃至４０倍で且その粒径が１乃至１０ｍｍの均質で強靭な発泡構造の無機質発泡成形用発泡バルーンが相互に融着することなく形成され、徐冷されて発泡バルーンが形成される。【００１０】  そしてかかる予備発泡バルーン及び発泡バルーンは均質な受熱発泡により粒径も略同等で且強靭な発泡構造を有するため、予備発泡バルーンによる発泡断熱板材や発泡断熱層の形成に際しては、所要の成形型枠内若しくは断熱層形成間隙内に注入充填のうえ、十分な高温度で再発泡と且内部圧力を付加させて相互の融着となすことにより極めて簡便且安価に形成がなされ、更に発泡バルーンの場合には所要の成形型枠内若しくは断熱層形成間隙内に、該発泡バルーンに少量のシロキサン及びシラノール塩多分子量溶液を接合助剤として混合のうえ注入充填して加熱することにより、該シロキサン及びシラノール塩多分子量溶液の加熱発泡に伴い、発泡バルーン相互が充填接合されて発泡構造強度が著しく高まり、均質且軽量な発泡断熱板材や発泡断熱層が極めて簡便且安価に形成できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】  シロキサン及びシラノール塩多分子量溶液を２４０℃以上の高温度の加熱空気中に噴霧若しくは滴下させて、その発泡倍率が５乃至４０倍で且粒径が１乃至１０ｍｍに発泡形成された無機質発泡成形用発泡バルーン。
【実施例１】
【００１２】  以下に本発明実施例をその製造方法に基づき詳細に説明すれば、図１は無機質発泡成形用発泡バルーンの製造方法に用いる加熱発泡器の内部説明図、図２は加熱空気の流動状態の説明図であって、該加熱発泡器１はその上面が閉塞され且全体形状が円筒形の加熱部１Ａと、且その下部には傾斜勾配を有し且下端に排出口１０Ｂを有する徐冷部１Ｂとから形成されてなり、更に加熱部１Ａの側辺上部位には所要の温度に加熱された加熱空気１０Ａを加熱部１Ａ内に給気させるための給気口１１Ａが設けられてなり、且該加熱部１Ａの側辺下部位には給気された加熱空気１０Ａが渦流流動１３Ａして排気されるよう排気口１２Ａが設けられている。
加えて閉塞されてなる上面には、シロキサン及びシラノール塩多分子量溶液２を該加熱発泡器１の加熱部１Ａ内に噴霧させ若しくは滴下させるため、所要孔径からなる多数のオリフィス１０Ｃが適宜数配設された噴滴部１１Ｃが設けられている。【００１３】  そしてかかる加熱発泡器１の加熱部１Ａにおける加熱発泡のための温度は、形成する発泡バルーン３が予備発泡バルーン３Ａとする場合と発泡バルーン３として形成する場合とで多少異なる。
即ち予備発泡バルーン３Ａは、再加熱により発泡と且融着による無機質発泡板材や断熱層形成を図るための使用であるため、その発泡倍率としては２乃至１０倍程度で且残留水分率も２０乃至４５％及び粒径としては１乃至１０ｍｍに形成される。
他方シロキサン及びシラノール塩多分子量溶液２は、その水分蒸散に伴い発泡構造を生成せしむるものであって、実質的発泡は略１１０℃以上の加熱温度で発泡生成が窺われるものの、その熱示差曲線上からは略１９０℃を超えると水分蒸散が瞬時になされ且酸化珪素態の発泡構造に移行することが判断される。従って予備発泡バルーン３Ａの形成には、加熱部１Ａの加熱発泡温度としては１２０℃乃至１９０℃の温度が好適である。【００１４】  更に該加熱部１Ａ内を所要温度に保持させるために給気される加熱空気１０Ａは、該加熱部１Ａ内を流動するよう給気させ且排気させることが、噴霧され若しくは滴下されたうえ加熱発泡される予備発泡バルーン３Ａの相互が融着されぬように、且加熱部１Ａ内壁面への付着を防止するうえからも望まれるもので、この具体的手段としては図２に示すように加熱空気１０Ａの給気口１１Ａを加熱部１Ａの上部位側辺に設け、且排気口１２Ａを該加熱部１Ａの下部位側辺に沿って設けることにより、給気された加熱空気１０Ａは加熱部１Ａ内を渦流した流動をなし、排気口１２Ａより排気されることとなる。無論加熱部１Ａ内に給気される加熱空気１０Ａを流動させる手段はかかる手段に限定されるものでは無く噴霧若しくは滴下されるシロキサン及びシラノール塩多分子量溶液２を実質的に所要の発泡倍率と残留水分率及び粒径に加熱発泡でき、且発泡形成される予備発泡バルーン３Ａ相互が融着しない手段であれば採用できる。
他方発泡バルーン３の形成に際しては、強靭な発泡で所要の発泡倍率と粒径に発泡形成させて、そのまま成形枠内や断熱層形成間隙内に注入させて発泡断熱板材や発泡断熱層の形成をなすものであるから、加熱部１Ａの加熱温度としては少なくとも２４０℃以上好ましくは２８０乃至３５０℃程度の高温度による加熱発泡が望まれる。【００１５】  ところで加熱発泡器１の加熱部１Ａに噴霧若しくは滴下させるシロキサン及びシラノール塩多分子量溶液２は石炭灰や火山灰等に含有させる酸化珪素分を一旦水酸化ナトリウムや炭酸ナトリウム等のアルカリ剤により溶出せしめて珪酸ナトリウム所謂水ガラス状となしたうえ、その含有水分の蒸散に伴う発泡構造を生成せしめるうえからシラノール基の縮合により分子量を略４，０００乃至８，０００程度に多分子量化させて、シロキサン及びシラノール塩からなる錯化合物状となしたもので、噴霧若しくは滴下させるうえからは比較的低粘度のものが好都合であって、概ね固形分２５乃至３０重量％、水分７０乃至７５重量％の組成のものが望ましい。
当然に高発泡倍率の発泡バルーン３はもとより発泡構造の強靭な予備発泡バルーン３Ａや発泡バルーン３の形成には、分子量の大きなものがより好適である。【００１６】  而してかかるシロキサン及びシラノール塩多分子量溶液２を加熱部１Ａ内に噴霧若しくは滴下させるために、加熱発泡器１の上面に設けられる噴滴部１１Ｃに配設されるオリフィス１０Ｃの孔径は、発泡形成される予備発泡バルーン３Ａ若しくは発泡バルーン３の発泡倍率並びに粒径により異なるが、発泡形成される粒径が１ｍｍの場合に発泡倍率を４０倍とするには、略０．１５ｍｍ、発泡倍率が１０倍では略０．２３ｍｍ程度、粒径が３ｍｍの場合に発泡倍率が４０倍では略０．４３ｍｍ、発泡倍率が１０倍では略０．６９ｍｍ程度、及び粒径が１０ｍｍの場合に発泡倍率が４０倍では略１．４７ｍｍ、１０倍では略２．３ｍｍ程度の液滴径を以って噴霧若しくは滴下させれば良い。【００１７】  加えて発泡形成のための加熱発泡時間は、噴霧若しくは滴下される液滴径と且加熱温度により異なるものであって、予備発泡バルーン３Ａの発泡形成に際して加熱部１Ａの加熱温度が１９０℃の場合においては、液滴径が０．１５乃至０．５ｍｍ程度では略７乃至１２秒が、液滴径が０．６乃至１．５ｍｍ程度では略１０乃至１８秒が目安となる。
更に発泡バルーン３の発泡形成における加熱部１Ａの加熱温度が２８０℃の場合では、液滴径が０．１５乃至０．５ｍｍ程度では略５乃至１０秒が、且液滴径が０．６乃至１．５ｍｍ程度では略７乃至１０秒の極めて短時間で発泡形成がなされる。
従って予備発泡バルーン３Ａ若しくは発泡バルーン３が加熱発泡しえる時間分加熱部１Ａ内を流動滞留させ、若しくは流動降下できるように加熱部１Ａの長さを設計することが肝要である。【００１８】  かかる如くして所要の発泡倍率や残留水分率或いは粒径に発泡形成された予備発泡バルーン３Ａ若しくは発泡バルーン３は、加熱部１Ａの下方に低温保持された傾斜勾配を有する徐冷部１Ｂで徐冷されたうえその下端の排出口１０Ｂより排出されるもので、形成された予備発泡バルーン３Ａ或いは発泡バルーン３は酸化珪素態の発泡構造であるため比較的吸湿性が高く、従って形成後の保管には防湿に配慮する必要がある。【００１９】  かくして形成された予備発泡バルーン３Ａ或いは発泡バルーン３を用いて、無機質発泡断熱板材４の成形方法について述べれば、図３は予備発泡バルーンによる成形方法の説明図であって、予備発泡バルーン３Ａを用いる場合には所要の厚さと幅及び長さの成形容積に形成された成形型４０Ａと、加熱による二次発泡に際して所要の内部圧力を付加させる内部圧力付加蓋４０Ｂとからなる成形器４０を用い、その二次発泡による発泡容積４０Ｃを勘案のうえ予備発泡バルーン３Ａを注入し内部圧力付加蓋４０Ｂで閉塞し、而して予備発泡バルーン３Ａの発泡形成温度より高温度の加熱加圧空気４０Ｄを加圧注入させ、予備発泡バルーン３Ａ内の残留水分の蒸散による二次発泡と、且高温度による予備発泡バルーン３Ａ相互を融着せしめて一体的な無機質発泡断熱板材４が形成される。
かかる場合の加熱手段としては前記の加熱加圧空気４０Ｄの他、成形型４０Ａや内部圧力付加蓋４０Ｂが金属素材からなるものでは電熱ヒーターや火陥或いは高周波加熱が使用でき、更に絶縁素材からなるものでは電磁波加熱も使用可能である。【００２０】  図４は発泡バルーン３による成形方法の説明図であって、発泡バルーン３も予備発泡バルーン３Ａの場合と同様に、所要の厚さと幅及び長さの成形容積に形成された成形型４０Ａ内に発泡バルーン３を注入充填し、内部圧力付加蓋４０Ｂで閉塞のうえ該発泡バルーン３の形成温度より高い加熱加圧空気４０Ｄを加圧注入し、発泡バルーン３相互を融着させて一体的な板材に形成させるものであるが、強靭な発泡構造の断熱板材が要請される場合には、発泡バルーン３に少量のシロキサン及びシラノール塩多分子量溶液２を混合のうえ注入充填し、内部圧力付加蓋４０Ｂで閉塞のうえ加熱することにより、シロキサン及びシラノール塩多分子量溶液２が発泡して、発泡バルーン３相互の間隙内が充填され且接合されて一体的な無機質発泡断熱板材４が作成される。
【産業上の利用可能性】
【００２１】  耐火性と不燃性並びに優れた断熱性を要請される断熱板材や断熱層の形成には、注入充填と加熱により簡便且安価に形成でき使用しえる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】  加熱発泡器の内部説明図である。
【図２】  加熱空気の流動状態説明図である。
【図３】  予備発泡バルーンによる成形方法の説明図である。
【図４】  発泡バルーンによる成形方法の説明図である。
【符号の説明】
【００２３】  １    加熱発泡器
１Ａ  加熱部
１Ｂ  徐冷部
１０Ａ  加熱空気
１１Ａ  給気口
１２Ａ  排気口
１３Ａ  渦流流動
１０Ｂ  排出口
１０Ｃ  オリフィス
１１Ｃ  噴滴部
２    シロキサン及びシラノール塩多分子量溶液
３    発泡バルーン
３Ａ  予備発泡バルーン
４    無機質発泡断熱板材
４０    成形器
４０Ａ  成形型
４０Ｂ  内部圧力付加蓋
４０Ｃ  発泡容積
４０Ｄ  加熱加圧空気
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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